微波技术第6章-微波电路与系统简介2-非线性微波电路.pptVIP

基带预失真前馈技术通过将主功率放大器产生的失真信号样本前馈到放大器输出端，来大量抵消放大器输出端的失真信号。前馈系统一般有两个环路，在信号抵消环中，未失真的参考信号(A)与主放大器的输出失真信号(B)相减得到信号失真分量(C)。失真分量(C)在失真抵消环中经过辅助放大器放大后反相叠加到主输出回路，从而抵消了功率放大器的失真，得到所需要的信号(D)。线性化功放前馈技术应用实例图2-4 3.5GHz前馈功率放大器实物图 失真信号输出信号失真分量国内外线性功放发展趋势现代数字通信系统中，采用了各种复杂的调制方式、多载波、多信道工作，这就对射频系统的线性度提出了越来越高的要求，单一的线性化技术已经不能满足这种要求。因此出现了，预失真和反馈、预失真和前馈等多种技术互补结合的方法。而且越来越多的线性化功放结合DSP技术实现自适应，以精确调整对交调信号的对消和适时的调整工作环境对工作状态的影响。国外自适应线性化功放实现三阶交调抑制-70dBc国内也有三阶交调抑制-65dBc的报道单端混频器的典型微带电路结构：耦合器匹配负载阻抗变换中频滤波高频旁路中频及直流通路平衡混频器的典型微带电路结构：毫米波平衡混频器的典型微带电路结构W波段平衡混频器谐波混频器的频谱关系本振频率n次谐波与信号混频，即n次谐波混频。主要应用在毫米波频段进行信号检测——如：毫米波锁相电路、扩展微波频率/频谱测试范围等毫米波谐波混频器的典型微带电路实例毫米波信号二极管低通滤波器微波本振中频带通滤波器二、微波上变频器可实现对信号频率的提升，但不改变绝对带宽。主要采用非线性电抗元件（变容管）和非线性电阻元件（肖特基势垒二极管）；采用FET进行有源上变频还可获得变频增益。微波混频器也可完成上变频功能。由于本振频率与上下边带频率靠近，必须在输出连接一个带通滤波器，才能获得较纯净的上变频输出信号强本振强信号上变频器的频谱关系激励响应输入本振fL＝950MHz输出射频fu＝1.05GHz微波上变频器带通滤波器微波上变频器实例响应输入信号fS＝100MHz激励更深入的一个工程设计中的微波上变频器实例分析《mfLO，nfS》落入输出通带内的高次交调干扰杂波频率——无法滤波《1，4》：1468～1724MHz；《2，6》：1662～2046MHz；《4，4》：1772～1516MHz；《4，9》：1413～1989MHz；《5，11》：1607～2311MHz；………………...fLO＝1080MHz，fS＝637～701MHzfLO＋fS＝1717～1781MHz（上变频上边带频率输出）杂散抑制度：－80dBc要求：其中《1，4》和《4，4》的交调幅度最大。解决办法：降低信号功率。因为信号的高次交调幅度比一次交调幅度灵敏。三、微波倍频器主要采用非线性电阻或电抗元件（如：肖特基势垒二极管、如变容管、阶跃二极管等）、采用FET放大器进行有源倍频也可获得很高的倍频效率目前，微波频段出现了许多可供选择的商业MMIC倍频器集成电路芯片，使得微波倍频器的实现变得非常容易。强信号激励倍频器的频谱关系输出信号频率是输入激励信号频率的n倍，即n次倍频。主要应用在各种微波毫米波频段的频率源系统中，可同时对微波低频率信号的绝对频率和绝对带宽进行倍增。微波倍频器实例美国HITTITE公司八倍频器电路HMC444LP3MMIC有源八倍频器芯片激励信号频率240MHz、13dBm时的输出频谱：奇次幅度强，偶次幅度被抑制。美国AGILENT公司生产的HSMP3822二极管反向并联管对能实现比较好的宽带微波奇次倍频。HSMP3822倍频器测试电路微波倍频器实例1234567四、微波振荡器构成微波系统的核心！微波晶体管（FET、HEMT等）雪崩二极管（IMPATT）体效应二极管（GUNN）微波振荡器中最有实际价值的是电调振荡器——VCOMMIC振荡器芯片已广泛应用。毫米波集成雪崩振荡器实例W波段集成雪崩振荡器电路输出频率：94.78GHz输出功率：7mW五、微波放大器微波系统中最常见的部件！低噪声放大器——LNA（常用于接收机的前置放大）功率放大器——PA（常用于发射机、信号源）线性功率放大器——LPA（通信发射机）MMIC放大器芯片广泛应用，为普通放大器的设计带来极大简化。在现代微波通信领域得到广泛应用线性功率放大器——目前的热门研究领域对一般理想线性放大器:Vout＝K1Vin(t)输出波形不会产生失真平方律非线性特性:V